U znanstvenoj studiji analizirana je dinamika transporta ključnih hormona tijekom intenzivnog vježbanja te su predstavljene smjernice za potencijalnu primjenu u inovativnim terapijama usmjerenim na zdravlje mozga i regulaciju stresa.
Tjelesna aktivnost donosi brojne dobrobiti za zdravlje. U tom kontekstu, znanstvena studija detaljno je analizirala kako intenzivan napor može poboljšati ključni proces koji se odvija u mozgu.
Prema znanstvenicima, ključnu ulogu igra proopiomelanokortin (POMC), prekursorska molekula iz koje nastaju hormoni neophodni za reakciju na stres i percepciju boli.
Postoje male membranske strukture poznate kao mali izvanstanični vezikuli (sEV), koje djeluju kao mikroskopski nositelji komunikacije između stanica i prenose različite biološke „terete”. Razumijevanje interakcije između ovih hormona i njihovih nosača ključno je za dešifriranje prilagodbe tijela na intenzivan fizički napor.
Tim znanstvenika istražio je ovaj fenomen i objavio svoja otkrića u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Ova studija otkriva dosad nepoznati mehanizam: zakiseljavanje krvi, koje je prirodni rezultat intenzivnog fizičkog napora, potiče vezanje proteina POMC na površinu ovih vezikula. Prema autorima, ovaj fenomen održava ukupnu količinu hormona konstantnom, ali mijenja njegovu trodimenzionalnu strukturu i olakšava njegov prodor u mozak kroz krvno-moždanu barijeru, selektivni filtar koji štiti središnji živčani sustav.
Kako intenzivan trening mijenja transport hormona
Studija je uključila 15 zdravih osoba u dobi od 22 do 35 godina, naviklih na redovito vježbanje, koje su trčale 50 minuta. Glavni je rezultat bio taj da se broj POMC molekula vezanih za male „džepove” (sEV) prisutne u krvnim stanicama, učetverostručio nakon napora, iako se ukupna količina POMC-a u plazmi nije povećala.
sEV-ovi su sićušni mjehurići koji plutaju u svim tjelesnim tekućinama, a njihova je zadaća prenositi poruke između stanica. Iako se POMC obično nalazi slobodan u krvi, studija je pokazala da se značajan dio kreće pričvršćen za sEV nakon vježbanja.
Stručnjaci su primijetili da promjene pH krvi (kada postane blago kiselija nakon intenzivnog vježbanja) potiču prianjanje POMC-a na sEV. Ova veza je reverzibilna: nakon razdoblja odmora, količina POMC-a „zalijepljena” za vezikule vraća se na prethodne vrijednosti.
„Ova studija ne samo da pokazuje 'učinak vježbanja’, već otkriva i novi biološki mehanizam u kojem stres povezan s vježbanjem čini da sEV-ovi privremeno djeluju kao nositelji hormona u krvotoku”, rekao je Mark Santos, docent na Sveučilištu Touro i glavni autor studije.
Mehanizam je ključan jer, kako je istaknuto u tekstu: „On predstavlja zasebnu paradigmu endokrinološke regulacije i pruža informacije o tome kako fizički napor modulira interakcije sEV-a s distribucijom i signalizacijom hormona u tijelu.”
Kako bi analizirali ovaj proces, znanstvenici su uzeli uzorke krvi od dobrovoljaca prije vježbanja, neposredno nakon njega i pola sata nakon završetka. Odvojili su vezikule od krvi i primijenili različite tehnike kako bi promatrali vezanje POMC-a na njihove površine.
Koristili su i laboratorijske modele koji su simulirali krvno-moždanu barijeru kako bi provjerili je li POMC vezan za sEV-ove sposoban prijeći tu barijeru.
Istraživanja su nedvosmisleno pokazala da molekula vezana za vezikule lakše prelazi stanične barijere, uključujući one koje štite mozak, u usporedbi s POMC-om koji slobodno cirkulira. To znači da sEV-ovi omogućuju ovoj molekuli da dođe do ciljanih tkiva do kojih u drugim okolnostima ne bi mogla tako lako doprijeti.
Eksperimenti su također otkrili da ti vezikuli na svojoj površini imaju receptore slične onima koji se nalaze u tjelesnim stanicama, što im omogućuje učinkovitu interakciju i protok informacija između različitih tipova stanica.
Novi put do inovacija i ciljanih terapija
Ovo otkriće sugerira nov i fleksibilan način reguliranja protoka određenih supstanci u tijelu, osobito u stanjima fizičkog stresa. Rezultati upućuju na to da transport hormona putem vezikula može biti ključ za razumijevanje načina na koji vježbanje utječe na vitalne procese kao što su percepcija boli i regulacija upale.
Razumijevanje funkcioniranja sEV-ova moglo bi pružiti smjernice za razvoj novih terapija ili lijekova koji koriste ove prirodne stanične glasnike za učinkovitije dosezanje mozga ili drugih teško dostupnih tkiva. Ovo je otvorilo i mogućnost istraživanja događa li se slična reakcija u drugim situacijama fiziološkog stresa (koje drastično mijenjaju kiselost krvi) ili postoje li razlike kod ljudi s različitim razinama tjelesne spremnosti, dobi ili zdravstvenim problemima.
Iako ostaje još mnogo toga za istražiti kako bi se u potpunosti razumjele ove veze i njihov potencijalni utjecaj na zdravlje, istraživački tim predlaže nastavak studija na osobama s različitim karakteristikama te isprobavanje različitih vrsta tjelesne aktivnosti ili kliničkih situacija.
